CN111579972A - 一种pcba板级组件的寿命检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种PCBA板级组件的寿命检测方法，该方法包括步骤：对PCBA组件进行寿命测试并得到测试结果；根据所述测试结果确定所述PCBA组件的失效点及确定所述失效点的环境应力因素；根据所述失效点的环境应力因素匹配寿命评估模型；根据所述寿命评估模型对所述PCBA组件进行加速应力测试，得出所述PCBA组件在第一预设应力等级下功能失效时的测试时间；根据所述PCBA组件在第一预设应力等级下功能失效时的测试时间和加速因子计算出所述PCBA组件在第二预设应力等级下的使用时间，并将所述PCBA组件在第二预设应力等级下的使用时间作为所述PCBA组件的寿命。本申请的PCBA板级组件的寿命检测方法具有检测精确度高、置信度高的优点。
Description
技术领域
本申请涉及电路板检测领域，具体而言，涉及一种PCBA板级组件的寿命检测方法。
背景技术
PCBA(Printed Circuit Board Assembly)是指PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)经过SMT(Surface Mounted Technology，表面贴装技术)上件，或经过DIP插件的整个制程，因此，利用PCBA工艺将元器件焊接到PCB可构成PCBA组件。
在PCBA组件制作过程中，需要对PCBA组件进行寿命评估，目前，PCBA组件的寿命评估方式主要有两种方式，一种评估方式为依次独立评估PCB板材寿命、独立评估PCB上电子元器件的寿命、独立评估PCB上电子元器件的焊点的寿命，另一种评估方式为依据PCBA组件的使用环境，选取温湿度、电压电流或者振动量级作为加速应力，通过计算模型推算出PCBA组件寿命的评估结果。
然而，现有的PCBA组件的寿命评估方式，没有将PCB、焊点、电子元器件综合考虑进行寿命评估，或者主要是依据以往经验，选取常用的加速应力进行寿命评估，其评估结果的置信度不高，不能较为准确的评估PCBA组件寿命。
发明内容
本申请的目的在于提供一种PCBA板级组件的寿命检测方法，用以实现对PCBA板级组件的寿命进行检测，与现有技术相比，本申请的PCBA板级组件的寿命检测方法具有检测精确度高、置信度高的优点。
为此，本申请第一方面公开一种PCBA板级组件的寿命检测方法，所述检测方法包括步骤：
对PCBA组件进行寿命测试并得到测试结果；
根据所述测试结果确定所述PCBA组件的失效点及确定所述失效点的环境应力因素；
根据所述失效点的环境应力因素匹配寿命评估模型；
根据所述寿命评估模型对所述PCBA组件进行加速应力测试，得出所述PCBA组件在第一预设应力等级下功能失效时的测试时间；
根据所述PCBA组件在第一预设应力等级下功能失效时的测试时间和加速因子计算出所述PCBA组件在第二预设应力等级下的使用时间，并将所述PCBA组件在第二预设应力等级下的使用时间作为所述PCBA组件的寿命。
在本申请中，通过对PCBA组件进行寿命测试并得到测试结果，进而能够根据测试结果确定PCBA组件的失效点及确定失效点的环境应力因素，进而能够根据失效点的环境应力因素匹配寿命评估模型，进而能够根据寿命评估模型对PCBA组件进行加速应力测试，得出PCBA组件在第一预设应力等级下功能失效时的测试时间，进而能够根据PCBA组件在第一预设应力等级下功能失效时的测试时间和加速因子计算出PCBA组件在第二预设应力等级下的使用时间，最终能够将PCBA组件在第二预设应力等级下的使用时间作为PCBA组件的寿命。这样一来，本申请第一方面的PCBA板级组件的寿命检测方法能够先通过试验，找出PCBA组件的薄弱点，然后依据薄弱点来选取寿命评估模型，进而能够针对性选取寿命评估模型，进而能够使用寿命评估模型对整个PCBA组件进行寿命评估，从而具有寿命评估精确度高、置信度高的优点。
而在现有技术中，独立评估PCB板材寿命、独立评估PCB上电子元器件的寿命、独立评估PCB上电子元器件的焊点的寿命这一方式不能够综合考虑PCB、焊点、电子元器进行寿命评估，另一方面，依据PCBA组件的使用环境，选取温湿度、电压电流或者振动量级作为加速应力，通过计算模型推算出PCBA组件寿命的评估结果这一方式对经验依赖高，其置信度不高。
在本申请中，作为一种可选的实施方式，所述对PCBA组件进行寿命测试并得到测试结果，包括：
根据预设起步温度及第一温度步进值对所述PCBA组件进行测试，以确定所述PCBA组件能够工作的第一极限温度；
根据预设起步温度及第二温度步进值对所述PCBA组件进行测试，以确定所述PCBA组件能够工作的第二极限温度；
根据预设振动峰值加速度初始值及振动步长对所述PCBA组件进行测试，以确定所述PCBA组件能够工作的振动峰值加速度极限值；
将所述第一极限温度、所述第二极限温度、所述振动峰值加速度极限值作为所述测试结果。
在本可选的实施方式中，通过根据预设起步温度及第一温度步进值对PCBA组件进行测试，能够确定PCBA组件能够工作的第一极限温度，进而能够根据预设起步温度及第二温度步进值对PCBA组件进行测试，进而能够确定PCBA组件能够工作的第二极限温度，进而能够根据预设振动峰值加速度初始值及振动步长对PCBA组件进行测试，进而能够确定PCBA组件能够工作的振动峰值加速度极限值，最终，能够将第一极限温度、第二极限温度、振动峰值加速度极限值作为测试结果。
在本申请中，作为一种可选的实施方式，所述根据所述测试结果确定所述PCBA组件的失效点及确定所述失效点的环境应力因素，包括：
根据所述第一极限温度、所述第二极限温度确定温度循环测试的温度点；
根据所述温度循环测试的温度点、所述温度循环测试的循环次数、所述温度循环测试的温变速率对所述PCBA组件进行温度循环测试并得到温度测试结果；
根据所述振动峰值加速度极限值确定振动应力测试的最大振动量级；
根据所述振动应力测试的最大振动量级、振动步进值对所述PCBA组件进行若干振动等级的振动应力测试，每个振动等级的振动应力测试保持10分钟，并得到振动应力测试结果；
根据所述温度测试结果、所述振动应力测试结果确定所述PCBA组件的失效点及确定所述失效点的环境应力因素。
在本可选的实施方式，通过根据第一极限温度、第二极限温度确定温度循环测试的温度点，进而能够根据温度循环测试的温度点、温度循环测试的循环次数、温度循环测试的温变速率对PCBA组件进行温度循环测试并得到温度测试结果，进而能够根据振动峰值加速度极限值确定振动应力测试的最大振动量级，进而能够根据振动应力测试的最大振动量级、振动步进值对PCBA组件进行若干振动等级的振动应力测试，每个振动等级的振动应力测试保持10分钟，并得到振动应力测试结果，进而能够根据温度测试结果、振动应力测试结果确定PCBA组件的失效点及确定失效点的环境应力因素。
在本申请中，作为一种可选的实施方式，所述第一极限温度大于等于-40℃，小于等于55℃。在本可选的实施方式中，第一极限温度为大于等于-40℃，小于等于55℃。
在本申请中，作为一种可选的实施方式，所述第二极限温度大于等于100℃，小于等于125℃。在本可选的实施方式中，第二极限温度为大于等于100℃，小于等于125℃。
在本申请中，作为一种可选的实施方式，所述振动峰值加速度极限值大于等于35G，小于等于50G。在本可选的实施方式中，振动峰值加速度极限值大于等于35G，小于等于50G。
在本申请中，作为一种可选的实施方式，所述温度循环测试的温变速率为20℃/分钟，所述温度循环测试的循环次数为10，在本可选的实施方式中，温度循环测试的温变速率为20℃/分钟，所述温度循环测试的循环次数为10。
在本申请中，作为一种可选的实施方式，所述失效点的环境应力因素包括PCB制造缺陷、应力过大、焊接不良、元器件损坏、引脚断裂中的至少一种。
在本可选的实施方式中，失效点的环境应力因素包括PCB制造缺陷、应力过大、焊接不良、元器件损坏、引脚断裂中的至少一种，这样一来，能够根据PCB制造缺陷、应力过大、焊接不良、元器件损坏、引脚断裂中的至少一种匹配更加精确的寿命评估模型。
在本申请中，作为一种可选的实施方式，所述预设起步温度为20℃，所述第一温度步进值为-10℃，所述第二温度步进值为10℃,所述振动步长为5G。
在本可选的实施方式中，所述根据所述失效点的环境应力因素匹配寿命评估模型，包括：
当所述环境应力因素为温度时，所述寿命评估模型为阿伦尼斯模型；
当所述环境应力因素为温湿度时，所述寿命评估模型为PECK模型；
当所述环境应力因素为温度与电压时，所述寿命评估模型为艾琳模型；
当所述环境应力因素为电压、电流、功率时，所述寿命评估模型为逆幂率模型。
在本可选的实施方式中，当环境应力因素为温度时，寿命评估模型为阿伦尼斯模型，而当环境应力因素为温湿度时，寿命评估模型为PECK模型，而当环境应力因素为温度与电压时，寿命评估模型为艾琳模型，而当环境应力因素为电压、电流、功率时，寿命评估模型为逆幂率模型。
综上所述，与现有技术相比，本申请的PCBA板级组件的寿命检测方法具有更优的检测精确度、置信度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本申请实施例公开一种PCBA板级组件的寿命检测方法的流程示意图；
图2是本申请实施例公开的步骤101的子步骤的流程示意图；
图3是本申请实施例公开的步骤102的子步骤的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
请参阅图1，图1是本申请实施例公开一种PCBA板级组件的寿命检测方法的流程示意图。如图1所示，本申请实施例的检测方法包括步骤：
101、对PCBA组件进行寿命测试并得到测试结果；
102、根据测试结果确定PCBA组件的失效点及确定失效点的环境应力因素；
103、根据失效点的环境应力因素匹配寿命评估模型；
104、根据寿命评估模型对PCBA组件进行加速应力测试，得出PCBA组件在第一预设应力等级下功能失效时的测试时间；
105、根据PCBA组件在第一预设应力等级下功能失效时的测试时间和加速因子计算出PCBA组件在第二预设应力等级下的使用时间，并将PCBA组件在第二预设应力等级下的使用时间作为PCBA组件的寿命。
在本申请实施例中，寿命测试指的是高加速寿命试验(HALT,Highly AcceleratedLife Testing)。
在本申请实施实施例，第一预设应力等级可以是-40℃至55℃的温度，或大于等于35G，小于等于50G。
在本申请实施实施例，第二预设应力等级可以25°-35°的温度，或者是50％±5％的湿度，或者是5G的加速度，或者是25°-35°的温度、50％±5％的湿度、5G的加速度中至少两项的结合。
在本申请实施例种，失效点可以指PCB分层、PCB线路断裂或基材开裂，焊点开裂、元器件失效中的一种。
在本申请实施例中，通过对PCBA组件进行寿命测试并得到测试结果，进而能够根据测试结果确定PCBA组件的失效点及确定失效点的环境应力因素，进而能够根据失效点的环境应力因素匹配寿命评估模型，进而能够根据寿命评估模型对PCBA组件进行加速应力测试，得出PCBA组件在第一预设应力等级下功能失效时的测试时间，进而能够根据PCBA组件在第一预设应力等级下功能失效时的测试时间和加速因子计算出PCBA组件在第二预设应力等级下的使用时间，最终能够将PCBA组件在第二预设应力等级下的使用时间作为PCBA组件的寿命。这样一来，本申请第一方面的PCBA板级组件的寿命检测方法能够先通过试验，找出PCBA组件的薄弱点，然后依据薄弱点来选取寿命评估模型，进而能够针对性选取寿命评估模型，进而能够使用寿命评估模型对整个PCBA组件进行寿命评估，从而具有寿命评估精确度高、置信度高的优点。
而在现有技术中，独立评估PCB板材寿命、独立评估PCB上电子元器件的寿命、独立评估PCB上电子元器件的焊点的寿命这一方式不能够综合考虑PCB、焊点、电子元器进行寿命评估，另一方面，依据PCBA组件的使用环境，选取温湿度、电压电流或者振动量级作为加速应力，通过计算模型推算出PCBA组件寿命的评估结果这一方式对经验依赖高，其置信度不高。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，请参阅图2，图2是本申请实施例公开的步骤101的子步骤的流程示意图。如图2所示，步骤101包括子步骤：
1011、根据预设起步温度及第一温度步进值对PCBA组件进行测试，以确定PCBA组件能够工作的第一极限温度；
1012、根据预设起步温度及第二温度步进值对PCBA组件进行测试，以确定PCBA组件能够工作的第二极限温度；
1013、根据预设振动峰值加速度初始值及振动步长对PCBA组件进行测试，以确定PCBA组件能够工作的振动峰值加速度极限值；
1014、将第一极限温度、第二极限温度、振动峰值加速度极限值作为测试结果。
在本可选的实施方式中，通过根据预设起步温度及第一温度步进值对PCBA组件进行测试，能够确定PCBA组件能够工作的第一极限温度，进而能够根据预设起步温度及第二温度步进值对PCBA组件进行测试，进而能够确定PCBA组件能够工作的第二极限温度，进而能够根据预设振动峰值加速度初始值及振动步长对PCBA组件进行测试，进而能够确定PCBA组件能够工作的振动峰值加速度极限值，最终，能够将第一极限温度、第二极限温度、振动峰值加速度极限值作为测试结果。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，请参阅图3，图3是本申请实施例公开的步骤102的子步骤的流程示意图。如图3所示，步骤102包括子步骤：
1021、根据第一极限温度、第二极限温度确定温度循环测试的温度点；
1022、根据温度循环测试的温度点、温度循环测试的循环次数、温度循环测试的温变速率对PCBA组件进行温度循环测试并得到温度测试结果；
1023、根据振动峰值加速度极限值确定振动应力测试的最大振动量级；
1024、根据振动应力测试的最大振动量级、振动步进值对PCBA组件进行若干振动等级的振动应力测试，每个振动等级的振动应力测试保持10分钟，并得到振动应力测试结果；
1025、根据温度测试结果、振动应力测试结果确定PCBA组件的失效点及确定失效点的环境应力因素。
在本可选的实施方式，通过根据第一极限温度、第二极限温度确定温度循环测试的温度点，进而能够根据温度循环测试的温度点、温度循环测试的循环次数、温度循环测试的温变速率对PCBA组件进行温度循环测试并得到温度测试结果，进而能够根据振动峰值加速度极限值确定振动应力测试的最大振动量级，进而能够根据振动应力测试的最大振动量级、振动步进值对PCBA组件进行若干振动等级的振动应力测试，每个振动等级的振动应力测试保持10分钟，并得到振动应力测试结果，进而能够根据温度测试结果、振动应力测试结果确定PCBA组件的失效点及确定失效点的环境应力因素。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，第一极限温度大于等于-40℃，小于等于55℃。在本可选的实施方式中，第一极限温度为大于等于-40℃，小于等于55℃。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，第二极限温度大于等于100℃，小于等于125℃。在本可选的实施方式中，第二极限温度为大于等于100℃，小于等于125℃。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，振动峰值加速度极限值大于等于35G，小于等于50G。在本可选的实施方式中，振动峰值加速度极限值大于等于35G，小于等于50G。
在本申请实施例中，“G”表示加速度的单位。
在本申请实施例中，根据温度测试结果、振动应力测试结果确定PCBA组件的失效点及确定失效点的环境应力因素的具体方式为：
基于温度测试结果、振动应力测试结果，对失效点进行、切片金相分析，以确定失效点的环境应力因素，其中，切片金相分析可参考现有技术中的切片金相分析方法，本申请实施例对此不作赘述。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，温度循环测试的温变速率为20℃/分钟，温度循环测试的循环次数为10，在本可选的实施方式中，温度循环测试的温变速率为20℃/分钟，温度循环测试的循环次数为10。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，失效点的环境应力因素包括PCB制造缺陷、应力过大、焊接不良、元器件损坏、引脚断裂中的至少一种。
在本可选的实施方式中，失效点的环境应力因素包括PCB制造缺陷、应力过大、焊接不良、元器件损坏、引脚断裂中的至少一种，这样一来，能够根据PCB制造缺陷、应力过大、焊接不良、元器件损坏、引脚断裂中的至少一种匹配更加精确的寿命评估模型。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，预设起步温度为20℃，第一温度步进值为-10℃，第二温度步进值为10℃,振动步长为5G。
在本可选的实施方式中，根据失效点的环境应力因素匹配寿命评估模型，包括：
当环境应力因素为温度时，寿命评估模型为阿伦尼斯模型；
当环境应力因素为温湿度时，寿命评估模型为PECK模型；
当环境应力因素为温度与电压时，寿命评估模型为艾琳模型；
当环境应力因素为电压、电流、功率时，寿命评估模型为逆幂率模型。
在本可选的实施方式中，当环境应力因素为温度时，寿命评估模型为阿伦尼斯模型，而当环境应力因素为温湿度时，寿命评估模型为PECK模型，而当环境应力因素为温度与电压时，寿命评估模型为艾琳模型，而当环境应力因素为电压、电流、功率时，寿命评估模型为逆幂率模型。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种PCBA板级组件的寿命检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：
对PCBA组件进行寿命测试并得到测试结果；
根据所述测试结果确定所述PCBA组件的失效点及确定所述失效点的环境应力因素；
根据所述失效点的环境应力因素匹配寿命评估模型；
根据所述寿命评估模型对所述PCBA组件进行加速应力测试，得出所述PCBA组件在第一预设应力等级下功能失效时的测试时间；
根据所述PCBA组件在第一预设应力等级下功能失效时的测试时间和加速因子计算出所述PCBA组件在第二预设应力等级下的使用时间，并将所述PCBA组件在第二预设应力等级下的使用时间作为所述PCBA组件的寿命。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对PCBA组件进行寿命测试并得到测试结果，包括：
根据预设起步温度及第一温度步进值对所述PCBA组件进行测试，以确定所述PCBA组件能够工作的第一极限温度；
根据预设起步温度及第二温度步进值对所述PCBA组件进行测试，以确定所述PCBA组件能够工作的第二极限温度；
根据预设振动峰值加速度初始值及振动步长对所述PCBA组件进行测试，以确定所述PCBA组件能够工作的振动峰值加速度极限值；
将所述第一极限温度、所述第二极限温度、所述振动峰值加速度极限值作为所述测试结果。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述测试结果确定所述PCBA组件的失效点及确定所述失效点的环境应力因素，包括：
根据所述第一极限温度、所述第二极限温度确定温度循环测试的温度点；
根据所述温度循环测试的温度点、所述温度循环测试的循环次数、所述温度循环测试的温变速率对所述PCBA组件进行温度循环测试并得到温度测试结果；
根据所述振动峰值加速度极限值确定振动应力测试的最大振动量级；
根据所述振动应力测试的最大振动量级、振动步进值对所述PCBA组件进行若干振动等级的振动应力测试，每个振动等级的振动应力测试保持10分钟，并得到振动应力测试结果；
根据所述温度测试结果、所述振动应力测试结果确定所述PCBA组件的失效点及确定所述失效点的环境应力因素。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一极限温度大于等于-40℃，小于等于55℃。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二极限温度大于等于100℃，小于等于125℃。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述振动峰值加速度极限值大于等于35G，小于等于50G。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述温度循环测试的温变速率为20℃/分钟，所述温度循环测试的循环次数为10。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述失效点的环境应力因素包括PCB制造缺陷、应力过大、焊接不良、元器件损坏、引脚断裂中的至少一种。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设起步温度为20℃，所述第一温度步进值为-10℃，所述第二温度步进值为10℃,所述振动步长为5G。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述失效点的环境应力因素匹配寿命评估模型，包括：
当所述环境应力因素为温度时，所述寿命评估模型为阿伦尼斯模型；
当所述环境应力因素为温湿度时，所述寿命评估模型为PECK模型；
当所述环境应力因素为温度与电压时，所述寿命评估模型为艾琳模型；
当所述环境应力因素为电压、电流、功率时，所述寿命评估模型为逆幂率模型。
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